LIVRET STR-PVC

LIVRET STR-PVC
CDRom
LIVRET STR-PVC
N°2
LES CANALISATIONS
EN PVC POUR L’ASSAINISSEMENT
STR PVC © Janvier 2003
SOMMAIRE
Les canalisations
en PVC pour
l’assainissement
HISTORIQUE - EVOLUTION .......................................................................................................
4
1 TEXTES OFFICIELS ...............................................................................................................
1.1 Normes relatives aux canalisations d’assainissement en PVC ....................................
1.1.1 Pour les tubes à paroi compacte et les raccords en PVC ...............................
1.1.2 Pour les tubes à parois structurées en PVC ...................................................
1.2 Principales normes générales ......................................................................................
1.3 Marque nationale de conformité aux normes
......................................................
1.4 Certification
.....................................................................................................
1.5 Textes réglementaires ..................................................................................................
4
4
4
4
5
5
5
5
2 CARACTERISTIQUES PRINCIPALES DES TUBES ET RACCORDS EN PVC DESTINES
A L'ASSAINISSEMENT ........................................................................................................... 6
2.1 Rigidité annulaire ......................................................................................................... 6
2.2 Tenue mécanique de la structure ................................................................................. 7
2.2.1 Essai de flexibilité annulaire (EN 1446) ........................................................ 7
2.2.2 Essai de résistance aux chocs (EN 744) ........................................................ 7
2.2.3 Evolution dans le temps de la tenue mécanique ............................................. 7
2.3 L’étanchéité des éléments de canalisations ................................................................. 7
3 COMPOSANTS DES RESEAUX............................................................................................. 8
3.1 Les tubes PVC ............................................................................................................. 8
3.2 Les raccords en PVC.................................................................................................... 9
3.2.1 Principaux types de raccords assainissement ............................................... 9
3.2.2 Marquage des raccords ................................................................................. 10
3.3 Ouvrages annexes....................................................................................................... 10
3.3.1 Les boîtes de branchements en matériaux de synthèse ............................ 10
3.3.2 Les avaloirs de chaussée en matériaux de synthèse..................................... 11
3.3.3 Les regards occasionnellement visitables ∅ 800 en matériaux de synthèse 12
3.3.4 Les regards visitables ∅ 1000 en matériaux de synthèse ............................. 13
4 CARACTERISTIQUES D'APTITUDE A L'EMPLOI DE LA CANALISATION EN PVC ............ 14
4.1 Dimensionnement hydraulique des réseaux d’assainissement ................................... 14
4.2 L’étanchéité de la canalisation ...................................................................................... 16
4.3 Le comportement flexible des canalisations en PVC .................................................... 16
4.4 Résistance chimique .................................................................................................... 17
4.5 Le comportement des tubes PVC vis-à-vis des phénomènes d’abrasion .................... 17
4.5.1 La description de la méthode d’essai .............................................................. 17
4.5.2 Les résultats ................................................................................................... 18
4.5.3 Commentaires ................................................................................................ 19
2
5 CONCEPTION ET MISE EN OEUVRE DES CANALISATIONS D'ASSAINISSEMENT
EN PVC.................................................................................................................................... 19
5.1 Importance des paramètres de sol ............................................................................... 19
5.2 Choix du diamètre des boîtes de branchements ........................................................... 23
5.3 Recommandations pour la mise en oeuvre des canalisations en PVC ......................... 23
6 CHOIX DU PVC FACTEUR D'ECONOMIE ............................................................................. 36
3
LES CANALISATIONS EN PVC
POUR L’ASSAINISSEMENT
HISTORIQUE - EVOLUTION
Depuis la première installation de réseaux d'assainissement en PVC en France (en 1958
dans la Région d'Aigues-Mortes), les canalisations en PVC ont connu un développement
croissant pour constituer aujourd'hui le matériau le plus utilisé chaque année.
Notamment au cours des vingt dernières années, les tubes PVC se sont enrichis de
nouveaux types de structures très performantes, d'une extension de la gamme des
diamètres permettant de satisfaire au moins 95 % des besoins, de la création d'une classe
de rigidité supérieure, "le CR 8", de nouvelles bagues d'étanchéité facilitant la mise en
œuvre.
A cela, il faut également ajouter une gamme de raccords en PVC et d'accessoires en
matières plastiques devenue la plus riche du marché de l'assainissement, tant en nombre
d'articles proposés qu'en nombre de raccords et d'accessoires installés chaque année.
La fiabilité de ce matériau "flexible" est désormais largement reconnue auprès des
professionnels de l'assainissement.
La pérennité de cette fiabilité est chaque année confirmée par le fait que les produits répondent
à des normes de niveau technique élevé, le plus souvent à des certifications, telles que:
• la marque
A pour les tubes en PVC à paroi compacte ou à parois structurées,
• la marque
pour les produits bénéficiant d'un avis technique et également
aux essais de réception des réseaux.
Les évolutions futures sont très liées aux résultats des travaux de normalisation européenne
qui devraient aboutir au tout début du prochain millénaire, à la publication d'une norme
européenne relative aux tubes et raccords en PVC, à parois structurées ; ceci permettra de
poursuivre le développement des matières plastiques dans le domaine de l'assainissement.
1 • TEXTES OFFICIELS
1.1 • NORMES RELATIVES AUX CANALISATIONS D’ASSAINISSEMENT EN PVC
1.1.1 • Pour les tubes à paroi compacte et les raccords en PVC
• NF EN 1401-1 - systèmes de canalisations en plastique pour les branchements et les
collecteurs d'assainissement enterrés sans pression.
Polychlorure de vinyle non plastifié (PVC-U) partie 1 : spécifications pour tubes, raccords
et le système (Août 1998).
1.1.2 • Pour les tubes à parois structurées en PVC
• XP P 16-362 - Systèmes de canalisations en plastique pour l'assainissement sans pression tubes en polychlorure de vinyle non plastifié (PVC-U) à parois structurées et à couches
interne et externe compactes à surfaces lisses (avril 1997).
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1.2 • PRINCIPALES NORMES GÉNÉRALES
• NF EN 476 - Prescriptions générales pour les composants utilisés dans les réseaux d'évacuation,
de branchement et d'assainissement à écoulement libre.
• NF EN 1610 - Mise en œuvre et essai des branchements et collecteurs d'assainissement.
Les normes sont publiées par l'AFNOR - 11, rue Francis de Pressensé
- 93571 St Denis La Plaine Cedex - Tél. : 01 41 62 83 73
1.3 • MARQUE NATIONALE DE CONFORMITÉ AUX NORMES
Le règlement particulier de Ia marque
A atteste de la conformité des tubes en PVC à
paroi compacte ou à parois structurées aux normes en vigueur ainsi qu'à des spécifications
complémentaires dans des conditions définies par l'AFNOR.
Ce règlement peut être obtenu sous la référence 055 auprès du CSTB, l'organisme mandaté
par l'AFNOR. La liste des titulaires de la marque NF est également disponible auprès de cet
organisme.
1.4 • CERTIFICATION
Certains produits, titulaires d'un avis technique, peuvent faire l'objet d'un marquage
.
La liste des bénéficiaires est disponible auprès du CSTB.
1.5 • TEXTES RÉGLEMENTAIRES
Le fascicule 70 du cahier des clauses techniques générales applicables aux marchés publics
de travaux " ouvrages d'assainissement ", définit les conditions d'exécution des ouvrages
d'assainissement, y compris les canalisations ainsi que les conditions de calcul mécanique
des conduites en place.
Le document est édité par les Journaux Officiels (26 rue Desaix 75727 Paris cedex 15
- Tél. - 01 40 58 76 00)
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2 • CARACTERISTIQUES PRINCIPALES DES TUBES ET RACCORDS EN PVC DESTINES
A L’ASSAINISSEMENT
• GENERALITES
Le comportement sous charge des tubes enterrés conduit à distinguer 2 catégories de
canalisations :
•
les canalisations dites rigides car leur déformation sous l'effet des dites charges est inférieure
à celle du terrain qui les environne (béton, grès, fonte...),
• les canalisations flexibles dont la rigidité intrinsèque est inférieure à celle du terrain environnant
tel que le PVC.
Elles font donc participer ce terrain au supportage de la charge que celui-ci leur transmet.
C'est en fait le couple "tube/terrain" qui oppose à la contrainte reçue une résistance
équivalente à celle d'un tube rigide qui, lui, la supporte seul.
2.1 • RIGIDITÉ ANNULAIRE
• Introduction
Cette caractéristique adoptée en France depuis 1987 pour les tubes et raccords en PVC est
obtenue en mesurant la force et la déformation produites au cours de l'ovalisation d'un élément de
canalisation.
• Détermination du module de rigidité
L'essai réalisé selon la norme NF EN ISO 9969 consiste à soumettre un échantillon d'un
élément de canalisation préalablement conditionné à 23°C à une compression verticale entre
deux plateaux parallèles et plats se déplaçant à une vitesse constante dépendant du diamètre
de l'élément, jusqu'à l’obtention d'une déformation égale à 3% du diamètre intérieur du tube.
• Classe de rigidité
L'obtention d'une rigidité annulaire moyenne sur la base d'un essai sur 3 éprouvettes conduit
à introduire le produit testé dans une catégorie ou classe de rigidité, dite CR (assortie d'un
chiffre tel que 2,4,8), considéré comme la valeur minimale exprimée en kN/m². Cette valeur
de module de rigidité permet de ranger le produit testé par catégorie de tube dont la
correspondance est donnée ci-après avec la classe dimensionnelle SDR.
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2.2 • TENUE MÉCANIQUE DE LA STRUCTURE
La résistance mécanique du tube est contrôlée au travers de deux essais :
• la flexibilité annulaire et la résistance au choc,
• la résistance mécanique des raccords façonnés est vérifiée suivant l'essai de flexibilité EN 12 256.
2.2.1 • Essai de flexibilité annulaire (EN 1446)
Cette caractéristique est vérifiée par la mesure de la force et de la déformation sur une
éprouvette soumise à une charge progressive à vitesse constante, provoquant une
déformation limitée à 30%.
L'essai consiste en fait à poursuivre la déformation du tube suivant le même principe que
l'essai de détermination de la rigidité annulaire en mesurant la variation du diamètre intérieur
ou extérieur et en surveillant des indices de défaillance ou une rupture de l'échantillon.
2.2.2 • Essai de résistance aux chocs (EN 744)
La résistance du tube aux chocs externes est simulée par un test de choc à 0°C , effectué
sur plusieurs génératrices, suivant la méthode dite " du cadran ".
2.2.3 • Evolution dans le temps de la tenue mécanique
Les caractéristiques des tubes restent inchangées dans le temps. Des tubes ont été déterrés
après 20 ans d'utilisation et les modules de rigidité et de traction sont restés inchangés.
2.3 • L'ÉTANCHÉITÉ DES ÉLÉMENTS DE CANALISATIONS
C'est, à l'évidence, l’exigence majeur des maîtres d'ouvrage et des agences de bassin. En
ce qui concerne les fabrications titulaires d'une marque de qualité
, cette étanchéité
est garantie, au niveau de l'assemblage, par la fixation des cotes fondamentales des
emboîtures (diamètre intérieur, profondeur totale, garde derrière le joint dans le cas de
l'utilisation d'une bague de joint), qu'elles soient à joint ou à coller.
De plus, dans le cadre de la marque
et des avis techniques, des essais sont effectués
pour s'assurer de l'étanchéité des assemblages.
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3 • COMPOSANTS DES RESEAUX
3.1 • TUBES PVC
Le prescripteur et l'installateur choisiront les tubes selon les normes NF EN 1401 ou XP P 16 362.
Ces tubes sont destinés à l'assainissement enterré sans pression.
Ils se définissent par :
• leur diamètre extérieur nominal (DN/OD)
• leur classe de rigidité CR (ou SN)
Ces tubes sont commercialisés en longueur de 3 et 6 m.
Ils sont de couleur grise.
La marque
PVC”.
A doit impérativement être marquée sur les tubes “Assainissement en
Ci-après le tableau des dimensions :
• Marque de qualité
Les tubes en PVC non plastifié rigide compact, à parois structurées pour réseaux
d'assainissement sont conformes aux normes NF et aux spécifications en vigueur.
Cette conformité est attestée par l'octroi du droit d'usage de la marque
8
A.
• Marquage du tube
Le marquage des tubes doit être effectué de façon apparente, lisible à I'œil nu, sur une
génératrice.
SP
SP
SP : Service Public
3.2 • LES RACCORDS EN PVC
Le prescripteur et l'installateur choisiront de préférence, les types de raccords dans la liste
citée au chapitre 5.5 de la norme NF EN 1401.1 (édition 1998).
Les raccords sont choisis dans les séries de la norme, à l'exception de la série SDR 51.
3.2.1 • Principaux types de raccords assainissement
9
3.2.2 • Marquage des raccords
Le marquage minimal exigé est le suivant :
3.3 • OUVRAGES ANNEXES
3.3.1 • Les boîtes de branchements en matériaux de synthèse
Appelés aussi "Tabourets de branchement", ces ouvrages sont installés en limite de
propriété, il garantissent l’accés au branchement pour des opérations d’entretiens et de
contrôle.
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Ils sont constitués d’une embase et d’un élément de réhausse réalisé à partir d’un tube PVC
de classe de rigidité supérieure ou égale à 2 kN/m².
Les modèles courants sont indiqués ci-après :
LES BOITES DE BRANCHEMENT: corps en ∅ 250, 315 et 400 avec entrées et sorties
de ∅ 100 à 200
3.3.2 • Les avaloirs de chaussée en matériaux de synthèse
Ces pièces, munies d'un siphon, permettent de recueillir les eaux pluviales avant leur
transfert dans le réseau d'assainissement.
Les modèles courants sont indiqués ci-après :
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3.3.3 • Les regards occasionnellement visitables ∅ 800 en matériaux de synthèse
Ils permettent l’introduction des matériaux de nettoyage, d’inspection et d’essais, avec la possibilité
occasionnelle d’accés à une personne équipée si nécessaire d’un harnais, et doivent avoir un DN/ID
supérieur ou égal à 800 mais inférieur à 1000.
3.3.4 • Les regards visitables ∅ 1000 en matériaux de synthèse
Ils sont accessibles par le personnel pour tous les travaux d’entretien, et doivent avoir un
DN/ID supérieur ou égal à 1000.
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3.3.5 • Les autres accessoires
LES SIPHONS
LES TES DE CURAGE en matériaux de synthèse : sortie verticale ∅ 400, peuvent être interposés
sur des collecteurs de ∅ 160, 200, 250 et 315.
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4 • CARACTERISTIQUES D'APTITUDE A L'EMPLOI DE LA CANALISATION EN PVC
4.1 • DIMENSIONNEMENT HYDRAULIQUE DES RÉSEAUX D’ASSAINISSEMENTS
Il s'agit ici des collecteurs de moyens et gros diamètres qui, enterrés ou en élévation,
transportent par gravité des effluents pluviaux ou usés.
Dans le cas des effluents domestiques dont la température, au niveau du branchement du
pavillon ou de l'immeuble, ne doit pas dépasser 30°C (fascicule 70), on peut utiliser la
formule de BAZIN :
dans laquelle nous recommandons de prendre γ = 0,06 pour les collecteurs d'eaux pluviales et
γ = 0,16 pour les collecteurs d'eaux usées et pour les réseaux unitaires.
L'autre formule, dite de MANNING-STRICKLER, est également utilisée ; elle est la suivante :
et dans lesquelles :
Q
K (*)
S
R
I
γ (*)
le
le
la
le
la
le
débit, s'exprime en mètres cubes par seconde (m3 /sec.),
coefficient de rugosité,
section mouillée, en mètres carrés (m²),
rayon hydraulique, en mètres linéaires (ml),
pente moyenne, en mètres par mètres (m/m),
coefficient d'écoulement
et R, rayon hydraulique, étant le quotient :
L'abaque de la page suivante exprime les valeurs de la vitesse et du débit que l'on peut
escompter, connaissant le diamètre intérieur de la canalisation et la pente du tronçon
considéré, et en tenant compte de deux taux de remplissage.
Il est recommandé de prévoir les taux de remplissage ci-dessous :
• 0,5 D pour les réseaux d'eaux usées.
• 0,7 D pour les réseaux d'eaux pluviales, et pour les réseaux unitaires.
C'est en fait pour un remplissage de 0,95 D que le débit, toutes choses restant égales par
ailleurs, est le plus important, et supérieur de 15% environ à celui obtenu pour un
remplissage de 0,7 D.
(*) Les essais effectués au Laboratoire d'hydraulique de l'Ecole nationale des Arts et Industries de Strasbourg, confirmant
en cela les indications du manuel d'hydraulique générale de LENCASTRE, ont prouvé que la valeur de 0,06 pour BAZIN,
ou K 120 pour MANNING-STRICKLER, se trouve largement justifiée pour les eaux faiblement chargées.
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ABAQUE POUR LE DIMENSIONNEMENT HYDRAULIQUE DES COLLECTEURS
D'ASSAINISSEMENT
Mode d'emploi:
• Détermination du débit d'un collecteur d’eaux usées : connaissant son diamètre (400 mm) et sa pente (0,01 m/m),
le débit sera de 200 I/s pour un γ = 0,16 et de 250 l/s pour un γ de 0,06 celui du PVC, les vitesses respectives
étant de 1,70 m/s et 1,80 m/s.
• Détermination du diamètre d'un collecteur d’eaux usées : connaissant le débit à évacuer (Q = 25 l/s), la pente
moyenne du collecteur (0,02 m/m) et admettant un remplissage de 0,5, le diamètre à choisir sera de 250 mm pour
un γ de 0,16 ou de 200 pour un γ de 0,06 (celui du PVC).
Nous recommandons un coefficient γ = 0,06 pour les collecteurs d’eaux pluviales* et γ = 0,16 pour les collecteurs d'eaux usées et pour les
réseaux unitaires.
* Les essais effectués au Laboratoire d’hydraulique de l'École nationale des Arts et Industries de Strasbourg, confirmant en cela les
indications du manuel d'hydraulique générale de LENCASTRE ont prouvé que la valeur de 0,06 pour BAZIN, ou K = 120 pour MANNINGSTRICKLER, se trouve largement justifiée.
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4.2 • L’ÉTANCHÉITÉ DE LA CANALISATION
La loi sur l'eau est beaucoup plus exigeante qu'auparavant sur les fuites possibles.
Les canalisations doivent par conséquent subir des essais de réception rigoureux qui sont
définis par le fascicule 70 ou la norme NF EN 1610.
La norme NF EN 1610, pour une durée de test de réception de 30 mn définit des pertes
maximales pour un essai à l'eau de 0,15 l/m²/30 mn pour la canalisation seule, de
0,20 l/m²/30 mn pour la canalisation et les regards, et de 0,40 l/m²/30 mn pour regard ou
boîte de branchement seul(e).
Par ailleurs, l'Arrêté du 22/12/94 reconnaît désormais officiellement des essais à l'air et la
norme NF EN 1610 précise différentes conditions de tests (50, 100 et 200 bar), sachant que
l'essai à l'eau reste le test de référence en cas de litige.
L'assemblage par collage est utile dans le domaine privé ou industriel en présence de certains
effluents qui pourraient être incompatibles avec la bague d'étanchéité en élastomère.
L'assemblage à joint est requis pour les canalisations installées dans le domaine public.
Chacun des producteurs membres du syndicat des tubes et raccords dispose de profils
particuliers de bagues de joints, et chaque bague de joint ne doit impérativement être utilisée
que dans la gorge pour laquelle elle a été conçue.
4.3 • LE COMPORTEMENT FLEXIBLE DES CANALISATIONS EN PVC
Les tubes en PVC ont des caractéristiques significativement différentes des autres matériaux
utilisés en assainissement.
La différence essentielle est leur comportement flexible et leur viscoélasticité qui est souvent
mal connue (déphasage entre la sollicitation mécanique et la réponse du matériau).
Ces propriétés sont des facteurs de longévité non négligeables et du fait des interactions
avec le sol, le matériau ne retient dans le temps qu'une partie des contraintes qui lui sont
appliquées et se stabilise en quelques semaines.
Les méthodes de calcul, basées sur les produits les plus classiques, n'ont pas toujours
reconnu ce caractère particulier des matériaux plastiques et confondent souvent la
déformation du tube sous l'effet de la rigidité relative du sol et de la canalisation avec des
phénomènes de fluage du matériau.
Il s'en suit que les méthodes de calcul officielles sont parfois pénalisantes pour les produits
plastiques et en particulier dans le cas de charges de trafic élevées.
Malgré cela, les calculs effectués selon le fascicule 70 montrent que le PVC est un matériau
particulièrement adapté aux domaines de l’assainissement et il l’a prouvé par son
développement remarquable.
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L'expérience acquise montre que l’ovalisation des canalisations s'effectue uniquement dans
les quelques mois qui suivent la pose, et des vérifications sur le terrain sur un nombre
important de chantiers ont confirmé ce fait.
Par ailleurs, une expérimentation unique en son genre, entreprise par l'organisation TEPPFA (1)
confirme ce comportement sur des essais in situ portant sur plusieurs centaines de mètres
de canalisations de diamètre 315.
4.4 • RÉSISTANCE CHIMIQUE
Il faut noter la très bonne résistance des canalisations en PVC :
a) aux effluents domestiques
Les eaux usées peuvent dégager : H2S ou H2S04. Ces substances sont très agressives vis-àvis des matériaux à base de ciment.
b) aux fluides industriels
La résistance chimique dépend de la matière du fluide véhiculé, de sa température ainsi que
de sa concentration.
La résistance chimique des canalisations en PVC aux fluides thermiques est indiquée dans
la norme NF T 54004.
4.5 • LE COMPORTEMENT DES TUBES PVC VIS-À-VIS DES PHÉNOMÈNES D’ABRASION
L'Institut technique de DARMSTADT (Allemagne) a étudié le phénomène de la résistance à
l’abrasion non seulement sur les tubes PVC, mais également sur les autres matériaux
utilisés en assainissement.
Les résultats de cette étude ont été communiqués dans un document du Groupe de travail
n°1 de l'Organisation de normalisation internationale relative aux tubes et raccords en
matières plastiques (ISO TC 138)
Les essais de résistance à l’abrasion sur les tubes en PVC, réalisés en Avril 2000 au CSTB,
ont confirmé les résultats de l’étude de l’Institut technique de DARMSTADT.
4.5.1 • La description de la méthode d’essai
Parmi les différentes méthodes de résistance à l'abrasion en milieu humide, la méthode
KIRSCHMER de DARMSTADT et les tests d'usure, utilisant des tronçons de tubes ont
obtenu une renommée certaine.
Dans la méthode mise au point par l'Institut Technique de DARMSTADT, l'échantillon est
constitué d'un mètre de tube DN 300 qui est incliné tantôt vers la gauche, tantôt vers la droite
dans un mouvement de rotation lent avec une fréquence de 0,18 Hz.
(1) TEPPFA : The European Plastics Pipe and Fitting Association
17
Cette fréquence correspond à 21,6 cycles/minute : chaque cycle étant défini comme le
mouvement (complet) dans une direction. La fréquence de 0,18 Hz garantit que la totalité
des particules abrasives traverse toute la longueur de l'échantillon de tube.
La vitesse d'écoulement est de 0,36 m/s. L'effluent utilisé est un mélange de sable, graves,
eau contenant environ 46 % en volume de sable 0/30 mm. Les particules abrasives sont
remplacées tous les 100 000 cycles.
Les grandes particularités de cette méthode d'essai sont la précision des mesures, la
reproductibilité des résultats, et la présence d'un grand nombre de valeurs comparatives.
4.5.2 • Les résultats
18
4.5.3 • Commentaires
Les résultats évoqués ci-avant montrent que le PVC possède une résistance à l'abrasion
bien supérieure à celle du fibre-ciment ou du béton.
D'après d'autres études publiées dans la littérature allemande, l'abrasion se traduisant par une
diminution d'épaisseur de la paroi du tube PVC de 0,5 mm n'interviendrait qu'après une période
d'au moins 25 ans et ne s'appliquerait que dans le cas d'effluents chargés de particules abrasives.
Cette caractéristique de résistance à l'abrasion doit être considérée comme un argument
favorable pour les tubes en PVC (qu'ils soient à paroi compacte, ou à parois structurées)
puisque cette abrasion reste minime et ne remet nullement en cause la pérennité de la
canalisation.
5 • CONCEPTION ET MISE EN OEUVRE DES CANALISATIONS D'ASSAINISSEMENT EN PVC
5.1 • IMPORTANCE DES PARAMÈTRES DE SOL
Dans l'annexe A aux commentaires du fascicule 70, édition 1992, l'administration traite des
conditions géotechniques à prendre en compte dans les projets de canalisations
d'assainissement, quelque soit le matériau choisi, puis, dans l'annexe B, de la classification
des sols.
Elle insiste d'emblée sur l'importance du "massif de sol", ce terme recouvrant
l'environnement géologique de l'ensemble constitué par :
• la conduite et ses accessoires,
• la tranchée dans laquelle elle sera placée,
• le lit de pose sur lequel elle viendra,
Cette réflexion préalable devant être assurée dans le cadre du projet considéré, afin que la
pérennité et le bon fonctionnement ultérieur de la conduite soient garantis.
L'expérience que l'on a aujourd'hui des ouvrages d'assainissement enterrés, a largement
démontré que le comportement du sol environnant était fréquemment en cause.
Celui-ci conduit en effet à des déplacements de la conduite et de ses compléments maçonnés, à
des efforts de flexion longitudinale (cas des affaissements localisés) et même à des efforts de
compression diamétrale n'ayant pas été pris en compte dans les méthodes de calcul classiques.
Pour la réalisation de l'ouvrage, le maître d'œuvre et l'entreprise, par une concertation de
tous les instants, devront donc préalablement s'assurer de ce point important, les décisions
retenues initialement pouvant être revues en cours de travaux, dans l'éventualité d'une
anomalie de sol révélée lors des terrassements.
Sans vouloir entrer dans le détail de cette annexe technique (pour plus d’information, voir le
fascicule 70), rappelons que les préoccupations du concepteur, puis de l'entrepreneur,
devront se rapporter :
• aux conditions géotechniques initiales : géométrie des couches, nature des sols
rencontrés, hydrogéologie,
• aux conditions géotechniques résultant de l'exécution des travaux.
19
Ce comportement du sol, pendant et après la pose peut être affecté par différents
paramètres :
• par des glissements de terrain dûs éventuellement à une pente prononcée, suivant
l'axe de la conduite, ou au contraire selon une direction qui lui est perpendiculaire,
• par des remontées de la nappe,
• par des affaissements localisés consécutifs à une exploitation intense du sous-sol
(fontis, tassement miniers) ou à la dissolution localisée de ses constituants (sel, gypse), et
génératrice de cavités,
• par l'entraînement hydrodynamique de matériaux fins auquel peut remédier la mise
en place de drains parallèles à la canalisation ainsi qu'une protection géotextile des
parois de la tranchée,
• par le gonflement puis le retrait, de certaines argiles dites " raides ".
Ces différents paramètres vont, en outre, influer sur la confection même des tranchées et
notamment conduire à la mise en place de soutènements fixes ou mobiles.
Il est à noter que les canalisations d'assainissement ne sont en général environnées que de
terrains dits superficiels, d'où leur rencontre fréquente avec les terrains rapportés (remblais,
éboulis) dont le faible tassement et par conséquent la consistance ne répondent pas toujours
aux exigences de calage latéral des conduites.
L'annexe B du fascicule 70 cite ensuite, par catégorie, l'essentiel des sols rencontrés.
Ils y sont divisés en classes, elles-mêmes en sous-classes, d'après la qualification RTR. Le
tableau ci-dessous reprend une description sommaire de ces terrains. On remarquera que
certains d'entre eux sont exclus de la zone d'enrobage ou de remblai.
Les sols naturels peuvent être utilisés dans la zone de remblai, mais être aussi remplacés
par des sols rapportés, de meilleure qualité.
20
Dans tous les cas, la méthode de calcul du fascicule 70 prend en compte uniquement les
caractéristiques mécaniques des sols utilisés en remblai pour la zone d’enrobage et la zone
de remblai proprement dit.
Les tableaux ci-après ont été établis d'après la méthode de calcul précitée.
Ils donnent la profondeur d'enfouissement autorisée en fonction de la classe de rigidité du
tube, de la nature de la zone de remblai (ou d'enrobage) ainsi que de la qualité de
compactage.
Dans le cas d'utilisation d'un géotextile au contact des parois de la tranchée, et dont le but
est d'isoler la zone d'enrobage du terrain environnant, la nature du sol prise en compte dans
le calcul, est celle de la zone d'enrobage.
Dans l'éventualité où le compactage ne pourrait être contrôlé, il est vivement recommandé
d'utiliser comme remblai un sol de meilleure qualité (groupe 1 ou 2).
Le fascicule 70 considère 3 qualités de compactage :
• un remblai est dit "non compacté" (NC) lorsqu'il n'est pas fait appel à des moyens de
compactage approprié,
• un remblai est dit "compacté-controlé"(CC) lorsque la présence et la mise en oeuvre
de moyens de compactage ont été constatés sur le chantier.
• un remblai est "compacté-contrôlé-vérifié" (CV) lorsque la qualité de compactage (ou
plutôt lorsque l'on s'est assuré de sa qualité) a été contrôlée et que les résultats obtenus
sont au moins égaux à 90 % de l'optimum proctor normal.
Les tableaux illustrent les cas les plus fréquemment rencontrés.
Ils sont, dans cet esprit, donnés à titre informatif.
Pour l'étude des autres cas, en particulier lorsqu'il y a présence de nappe phréatique, il faut
effectuer le calcul suivant la méthode établie par le fascicule 70. Un exemple des résultats
de ce calcul avec un sol 2 et un compactage CC est donné ci-dessous.
21
22
5.2 • CHOIX DU DIAMÈTRE DES BOÎTES DE BRANCHEMENT
(paragraphe 1.3.3 du fascicule 70, édition 1992)
Dimensions minimales intérieures : ces dimensions sont fonction de la profondeur de la boîte
et de l'usage (repérage du branchement à la surface du sol, contrôle visuel de l'écoulement,
entretien par équipements mécaniques ou hydrauliques, surveillance par caméra, obtention
pour travaux).
Elles sont toujours supérieures à celles de la canalisation du tuyau de branchement.
Le tableau ci-après précise en fonction de chacun de ces paramètres les valeurs minimales
du diamètre ou du côté du carré :
p = distance entre le fil d'eau et la surface du sol.
Le CCTP peut indiquer d'autres limites que celles du tableau ci-dessus, en fonction des
conditions locales d'exploitation. Par passage direct, on entend le passage de l'effluent en
ligne droite depuis l'amont jusqu'à I'aval de la boîte de branchement.
5.3 • RECOMMANDATIONS POUR LA MISE EN OEUVRE DES CANALISATIONS EN PVC
• Approvisionnement sur chantier
• Chargement et transport
Il est de toute façon recommandé de maintenir les tubes dans leur palette d'origine jusqu'au
lieu même de leur utilisation.
Le chargement des camions ou wagons doit être effectué de façon telle qu'aucune
détérioration ou déformation des tubes ne se produise pendant le transport.
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On doit en particulier veiller à éviter :
- les manutentions brutales, les flèches importantes, les ballants,
- tout contact des tubes avec des pièces métalliques ou des blocs de maçonnerie saillants.
Lorsque les tubes comportent une emboîture façonnée en usine, et qu'ils ont été dégagés
de leur palette d'origine, l'empilement doit se faire en alternant les emboîtures tout en les
laissant dépasser de la pile.
• Déchargement
Le déchargement brutal des tubes sur le sol est à proscrire.
Des précautions identiques à celles prises pendant le transport sont à observer pour les
tubes extraits de leur palette d'origine. Leur empilement doit se faire en alternant les
emboîtures ou en interposant un lit de planches entre chaque couche de tubes.
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• Manutention, stockage
• Manutention :
pour éviter tout risque de détérioration et d'incident ultérieur, les tubes doivent être portés et
non traînés sur le sol ou contre des objets durs.
Par temps très froid, il est nécessaire de prendre des précautions supplémentaires, et en
particulier d'éviter tout choc violent des tubes.
• Stockage :
dans tous les cas, il est nécessaire de préparer un lieu de stockage situé le plus près
possible du lieu de travail.
L'aire destinée à recevoir les tubes doit être nivelée et plane afin d'éviter la déformation des
tubes.
Comme pendant le transport et le déchargement des tubes libérés de leur palette, leur
disposition pour un stockage prolongé doit respecter l'alternance des emboîtures ou
l'interposition d'un lit de planches entre chacun des lits de tubes.
La hauteur du gerbage ne doit pas excéder 1,50 mètre.
En cas d'exposition prolongée au soleil (plus d'un an), les tubes doivent être stockés à l'abri.
Eviter le bardage de longue durée en bord de fouille. Il est en effet préférable d'approcher
les tubes de la tranchée au fur et à mesure de leur utilisation
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• Terrassements
• Profondeur de fouille :
les profondeurs de fouille prévues au projet doivent être respectées, en prévoyant la place
nécessaire à la mise en œuvre du lit de pose.
• Largeur de fouille :
la largeur de la fouille doit être déterminée en fonction de la profondeur d'enfouissement et
du diamètre de la canalisation à mettre en place.
Cette largeur doit être suffisante pour permettre l'aménagement correct du fond de fouille,
d'une part, et l'assemblage des éléments de la canalisation d'autre part.
La largeur minimum admise au fond de la tranchée doit être en outre égale au diamètre
extérieur du tube, augmentée, de part et d'autre de celui-ci:
- de 30 cm pour des tubes de diamètre inférieur ou égal à 600 mm,
- de 40 cm pour les diamètres supérieurs.
• Fond de fouille :
le fond de fouille doit être débarrassé des roches de grosse granulométrie, des vestiges de
maçonnerie et des affleurements de points durs, puis convenablement dressé suivant la
pente prévue au projet.
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• Lit de pose :
si l'approvisionnement n'en est pas onéreux, il est préférable que le lit de pose soit constitué
d'un remblai bien gradué, se rapprochant des conditions
D 60
D 10
<4
1<
(D 30) 2
D 10xD60
<3
D étant l'ouverture des mailles qui laissent passer 10, 30 ou 60 % de l'échantillon prélevé.
La terre provenant des fouilles peut être utilisée si elle répond à cette condition.
Sauf dispositions contraires du CCTP, le fond de la tranchée est arasée à 0,10 m au moins,
au dessous de la côte prévue pour la génératrice inférieure extérieure de la canalisation.
Dans toute cette épaisseur, le lit de pose est constitué d'éléments dont la granulométrie est
conforme aux exigences plus haut citées.
En terrain aquifère toutefois, cette assise comporte des matériaux de granulométrie
comprise entre 5 et 30 mm.
En cas de venues d'eau importantes, le drainage du fond de la tranchée, et le long de la
conduite, peut s'avérer nécessaire.
Pour éviter enfin une contamination du lit de pose par des fines issues du sol environnant,
on peut être amené à envelopper cette partie du massif, ou sa totalité, d'un filtre géotextile.
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• Assemblage
• Coupe
Si les nécessités du tracé l'exigent, la coupe de tube peut être envisagée sur chantier. Elle
s'effectue à la scie ou à la meule portative, suivant un plan perpendiculaire à l'axe du tube.
Le chanfrein est alors reconstitué à l'aide d'une râpe ou d'une chanfreineuse.
Les chutes de tube sont facilement réutilisables avec des manchons séparés.
• Assemblage par collage (domaine privé)
Les conditions à respecter pour obtenir un collage satisfaisant sont les suivantes :
• utiliser un adhésif bénéficiant d'un avis technique (ATEC), et se conformer aux prescriptions
de cet ATEC, en particulier en ce qui concerne les températures et dates limites d'utilisation,
• après coupe sur chantier, reconstituer un chanfrein à l'extrémité du bout mâle, suivant un
angle compris entre 15 et 30°,
• dépolir les parties à assembler à l'aide de papier de verre ou toile émeri, non encrassé,
• reporter sur l'extrémité du bout mâle, à l'aide d'un crayon gras, la longueur de l'emboîture,
• après essuyage, bien nettoyer les parties à assembler avec le décapant fourni par le fabricant,
• appliquer l'adhésif, sans excès, à l'aide d'un pinceau, à l'entrée de l'emboîture, puis sur le
bout mâle,
• emboîter immédiatement les 2 éléments à fond, jusqu'au repère préalablement tracé, en
poussant longitudinalement, sans mouvement de torsion,
• ôter avec un chiffon propre l'adhésif superflu, à l'extérieur de l'assemblage,
• reboucher les pots de colle et de décapant après chaque usage,
• vérifier qu'aucun pot de colle ou de décapant n'a été oublié ou renversé dans le fond de la
tranchée ; s'il en était ainsi, enlever la terre souillée.
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Sauf indications spéciales du fabricant, les canalisations fraîchement collées ne doivent pas
être manipulées dans l’heure qui suit cette opération.
• Assemblage par bague de joint d'étanchéité (selon le fascicule 70)
Il demande les opérations suivantes :
• si une coupe sur chantier s'est avérée nécessaire, reconstituer le chanfrein de l'extrémité
mâle à l'aide d'une râpe ou d'une chanfreineuse, suivant un angle compris entre 15 et 30°.
• reporter sur cette extrémité, à l'aide d'un crayon gras, la longueur de l'emboîture,
• débarrasser les parties à assembler de toute boue, poussière, sable ou gravillon,
• s'assurer de la position correcte de la bague d'étanchéité, de sa propreté, ainsi que celle
de son logement si nécessaire,
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• lubrifier le bout mâle et surtout son chanfrein en respectant les prescriptions du fabricant,
• emboîter les 2 éléments à fond, jusqu'au repère préalablement tracé,
• pour les collecteurs, pousser lentement avec une barre à mine, en interposant une planche
entre le tube et la barre,
• si la poussée à exercer devient importante, pour les grands diamètres notamment, on a
recours à des moyens mécaniques : vérins, tirfors, ou à la rigueur, au godet d'une pelle
de chantier.
Il est dans ce cas, indispensable, comme dans la technique de poussée par levier, de
disposer une planche de protection entre la partie métallique et l'extrémité femelle du tube.
• Mise en place des tubes
• Descente en tranchée :
chaque élément doit être descendu sans heurt dans la tranchée, présenté dans l'axe de
l'élément précédemment posé, emboîté, réaligné éventuellement, puis calé.
• Sens de pose :
les tubes doivent être posés à partir de l'aval, leur emboîture étant dirigée vers l'amont.
• Rectitude :
la canalisation ne doit pas présenter de flèche notable et doit être posée suivant une pente
régulière.
La rectitude originelle des tubes est conservée en respectant les conditions
d'approvisionnement sur chantier, et notamment de stockage.
Nous rappelons qu'il est indispensable de maintenir les tubes livrés en palette dans leur
conditionnement initial, jusqu'au bardage le long de la fouille.
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La rectitude de l'ensemble de la canalisation peut être améliorée éventuellement par un
calage provisoire au moyen de coins de bois ou de cavaliers de terre. Ce maintien provisoire
est ensuite remplacé par le calage définitif du remblai.
Sauf accord particulier du maître d'œuvre, la pente sera régulière entre 2 regards.
A chaque arrêt de travail, les extrémités des tubes et raccords en cours de pose sont obturés
provisoirement à l'aide de bouchons appropriés, fournis par le fabricant, afin d'éviter
l'introduction de corps étrangers dans la conduite.
• Remblaiement
• Matériau d'enrobage :
le remblai directement en contact avec la canalisation, jusqu'à une hauteur uniforme de
10 cm au dessus de sa génératrice supérieure, doit être constitué du même matériau que
celui du lit de pose.
Pour des matériaux calibrés, sables, tout venants, graves de 0/15, etc... leur quasi
incompressibilité naturelle ne nécessite pas l'emploi d'engins de compactage.
Par contre, si les matériaux utilisés sont issus des déblais expurgés, ils nécessitent la mise
en oeuvre de moyens de compactage, agissant par couches successives d'une épaisseur
maximum de 30 cm.
• Enrobage et calage :
le remblaiement est alors réalisé jusqu'à une hauteur de 10 cm au dessus de la génératrice
extérieure supérieure de la conduite.
Le compactage doit être réalisé exclusivement sur les parties latérales de la tranchée, hors
de la zone occupée par le tube, afin d'obtenir un calage efficace des flancs de la canalisation.
Nota : afin d'éviter une décompression de la zone d'enrobage, il convient de ne constituer
celle-ci qu'après relevage partiel des blindages de soutènement.
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• Couverture :
l'exécution du remblai proprement dit peut comporter la réutilisation des déblais d'extraction
de la fouille, si le CCTP l'autorise.
Ceux-ci seront toutefois expurgés des éléments de dimension supérieure à 10 cm, des
débris végétaux et animaux, des vestiges de maçonnerie, tout éléments pouvant porter
atteinte à la canalisation ainsi qu'à la qualité du compactage.
Ce remblai est réalisé par couches successives et régulières, légèrement damées, au jet de
pelle d’abord, par des moyens mécaniques ensuite.
Nota : dans son chapitre 5.8.1.3 le fascicule 70 admet que l'assise et le remblai de protection
soient réalisés en une seule fois, pour des tubes PVC de ∅ inférieur ou égal à 200 mm.
LIAISON avec les REGARDS en BETON construits sur place (traversées de parois
maçonnées en général)
Les tubes PVC ne doivent pas être directement scellés dans les ouvrages de maçonnerie.
Des manchettes de raccordement munies d'une bague de joint intérieure, et "sablées"
extérieurement, sont incorporées à l'ouvrage, lors de la construction des piédroits de regard,
par exemple.
Cette manchette assure à la fois l'étanchéité PVC/ouvrage maçonné et une indépendance
mécanique entre ce dernier et le collecteur.
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POSE D'UNE SELLE DE BRANCHEMENT
Pour les piquages sur conduite existante, et afin de ne pas avoir à couper les éléments de
canalisation, on peut faire appel à la technique des clips ou selles de branchement.
Celle-ci est simple, commode, économique, d'une réalisation rapide.
Elle peut être en outre réalisée sur une conduite en place et en fonctionnement, après
dégagement de la zone choisie pour le branchement.
Les fabricants commercialisent des pièces à montage mécanique, dont l'étanchéité sur le
tube est assurée par un joint caoutchouc.
L'illustration ci-dessous s'inspire de 2 de ces principes de raccordement.
Les clips ou selles à coller sont toutefois encore utilisés, et doivent être posés suivant les
recommandations ci-après.
33
1 - Effectuer un montage à blanc avec le tube de branchement et ses accessoires ; repérer
la position suivant le contour de la selle.
2 - Démonter le tube de branchement et le coude ; dessiner au crayon gras ou feutre, sur
le collecteur, le contour intérieur devant être découpé.
3 - Percer un avant-trou et découper une ouverture - légèrement plus grande que le tracé avec la scie à guichet (utiliser également si possible, la scie sauteuse pneumatique).
4-
Nettoyer à l'aide du décapant fourni par le fabricant ;
Souligner avec le crayon gras ou le feutre le contour dessiné.
Enduire d'adhésif l'intérieur de la selle et placer celle-ci suivant les repères déjà tracés.
Essuyer l'adhésif en excès.
Procéder au raccordement du branchement après 10 mn de séchage au moins.
Pour obtenir une excellente étanchéité, cercler et serrer fortement avec un lien
immédiatement après la pose de la selle.
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6 • CHOIX DU PVC FACTEUR D’ECONOMIE
L'économie que l'on peut attendre du choix d'une solution PVC dans le domaine de
l'assainissement est fonction du diamètre ainsi que de la série considérée et tient :
• au prix de la fourniture elle-même,
• au coût réduit de la mise en œuvre.
• PRIX DE LA FOURNITURE
L'écart de prix (en valeur relative) est variable, suivant les diamètres, mais aussi par rapport
aux autres matériaux auquel le PVC est confronté (béton, fonte, grès...).
D'une manière générale, les tubes en PVC destinés à l’assainissement sont, compétitifs à
l'achat, par rapport aux autres matériaux de canalisation.
• COÛT DE LA MISE EN OEUVRE
La légèreté, la facilité de coupe, la rapidité et la commodité des opérations d'assemblage
contribuent notablement à réduire les dépenses attachées à la pose.
La légèreté du PVC est universellement reconnue. A titre d'exemple, pour le diamètre
300 mm, le tube en PVC CR4 ne pèse que 8 kg/ml, le poids des tubes de diamètre
correspondant en autres matériaux étant de 100 kg/ml pour le béton, de 62 kg/ml pour le
grès et de 53 kg/ml pour la fonte (*).
Là, réside l'un des avantages les plus incontestables de ce matériau.
En effet :
• pour décharger un camion,
• pour aligner les tubes le long de la tranchée,
• pour les descendre dans la fouille.
aucun élément de levage ne s'avère nécessaire jusqu'au diamètre 400 : ni grue, ni portique,
ni pelle excavatrice, véritable "bonne à tout faire" des chantiers, pelle qu'on ne dérange
aucunement dans sa fonction essentielle : creuser la tranchée.
Les chantiers de canalisations enterrées en PVC, pour l'assainissement notamment, se
signalent (entre autres) par une avance particulièrement rapide due :
• à la facilité de coupe : le tube PVC se coupe aisément, à l'aide d'un outillage simple,
toujours présent sur le chantier : scie à métaux, scie égoïne ; les gros diamètres
peuvent même être coupés à la meule ;
• à la rapidité et à la commodité des opérations d'assemblage grâce au
prémanchonnage des tubes et à la gamme étendue de raccords et d'accessoires.
(*) valeurs approximatives
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• RENTABILITE
Le paragraphe précédent traite de l'économie faite à l'achat, puis à la pose.
L'un des points qu'il faut se garder de négliger, est l'entretien très réduit qu'exige un réseau
PVC d'assainissement en place, même après plusieurs années.
Le PVC garanti un réseau d’assainissement parfaitement étanche.
La flexibilité des éléments de canalisation s'oppose à toute rupture ou effondrement
consécutif à un éventuel mouvement de terrain ou à un drainage du lit de pose.
La qualité de la paroi ne permet ni dépôts permanents ni accrochage des sédiments. L'autocurage de la conduite (même à faible pente) est parfaitement assuré.
Cette particularité favorable conduit à des hydro-curages bien moins fréquents.
Ces avantages ne peuvent qu'être appréciés des services techniques des villes et des
compagnies fermières.
Le PVC est le matériau idéal pour se préserver de la corrosion des sols, des effluents, ainsi
que des émanations d'hydrogène sulfuré notamment, dont la transformation chimique en
acide sulfurique conduit à la dégradation des parois maçonnées.
Il est également insensible à l'influence des courants telluriques et vagabonds.
Cette particularité constitue un facteur important de rentabilité et peut devenir prépondérant
dans le choix final du concepteur.
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STR-PVC
11 bis rue de Milan
75009 Paris
Tél. : 01 53 32 79 79
Fax : 01 53 32 79 70
e-mail : contact@str-pvc.org
Site internet : www.str-pvc.org
37
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